(57)【要約】【課題】  ハードディスク装置とテープライブラリ装置を利用した階層型仮想ストレージ装置において、仮想ボリュームに対する物理的記憶領域の割付方法を提供する。【解決手段】  本発明は、階層型仮想ストレージにおいて、テープ上の物理的なデータコピーは行わず、仮想ボリュームの管理情報のみをコピーして別の仮想ボリュームを作成し、読み込み要求時に、必要なデータとして当該仮想ボリュームを取得させ、更新・新規書き込みを行う場合には、仮想ボリューム毎に新規の物理記憶領域を割り当てることを特徴とする。【選択図】図１
2007323589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスク装置とテープライブラリ装置から構成される階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのコピー制御方法であって、
ユーザからのコピー要求に応じ、前記仮想ボリュームと前記テープライブラリ装置の物理的記憶領域とが対応付られた管理テーブルを参照し前記物理的記憶領域における実データの存在をチェックするステップと、
前記物理的記憶領域において、実データが存在したとき前記管理テーブルの管理情報のみをコピーしてコピー元／コピー先の仮想ボリュームに同一の物理的記憶領域を割り付けるステップと、
を有することを特徴とする仮想ボリュームのコピー制御方法。
【請求項２】
前記仮想ボリュームにデータ変更が生じた場合、コピー元において前記仮想ボリュームに対応する前記ハードディスク装置上の実データを更新するステップと、更新した当該実データを前記仮想ボリュームに対応するテープライブラリ装置の前記物理的記憶領域に追記するステップと、かつ追記した前記実データのテープ上の位置情報を書き換えるステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の仮想ボリュームのコピー制御方法。
【請求項３】
前記仮想ボリュームにデータ変更が生じた場合、コピー先において更新対象データを前記テープライブラリ装置からハードディスク装置に読み込み、前記ハードディスク装置上で当該データを更新し、更新した当該実データを前記仮想ボリュームに対応するテープライブラリ装置の前記物理的記憶領域に追記し、かつ追記した前記実データのテープ上の位置情報を書き換えることを特徴とする請求項１に記載の仮想ボリュームのコピー制御方法。
【請求項４】
ハードディスク装置とテープライブラリ装置から構成される階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのコピー制御装置であって、
ユーザからのコピー要求に応じ、前記仮想ボリュームと前記テープライブラリ装置の物理的記憶領域とが対応付られた管理テーブルを参照し前記物理的記憶領域における実データの存在をチェックする手段と、
前記物理的記憶領域において、実データが存在したとき前記管理テーブルの管理情報のみをコピーしてコピー元／コピー先の仮想ボリュームに同一の物理的記憶領域を割り付ける手段と、
を有することを特徴とする仮想ボリュームのコピー制御装置。
【請求項５】
ハードディスク装置とテープライブラリ装置から構成される階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのコピー制御プログラムであって、
管理サーバに、
ユーザからのコピー要求に応じ、前記仮想ボリュームと前記テープライブラリ装置の物理的記憶領域とが対応付られた管理テーブルを参照し前記物理的記憶領域における実データの存在をチェックするステップと、
前記物理的記憶領域において、実データが存在したとき前記管理テーブルの管理情報のみをコピーしてコピー元／コピー先の仮想ボリュームに同一の物理的記憶領域を割り付けるステップと、
を実行させる仮想ボリュームのコピー制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置とテープライブラリ装置を利用した階層型仮想ストレージシステムにおいて、仮想ボリュームを高速にコピーするための物理的記憶領域の割付技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の記憶装置を組み合わせて利用し実質的に大容量の記憶領域を確保する階層型のストレージシステムが一般に供されている。これは、高速であるが小容量のストレージを一次ストレージとして使い、以下順に、それより低速ではあるが大容量となるストレージを二次ストレージ、三次ストレージ・・・と階層的にストレージを組み合わせることによって、仮想的に一つのストレージとして見せるシステムである。したがって、アクセス頻度の高いデータを一次ストレージ側に配置し、アクセス頻度の低いデータを二次ストレージ以下に配置するようにして、低価格、かつ大容量、高性能のストレージを実現させたものとなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
こうした大規模なストレージシステムにおいては、ストレージに蓄える情報は時間の経過と共に変化するため、長期間にわたり効率的かつ安全に保存する必要があり、維持運用費を含めたストレージの管理コストの増加抑止を図る情報ライフサイクル管理が重要となってくる。そのため、例えば、使用頻度の高い情報は短時間でアクセスできる大容量のハードディスクなどの高速オンラインストレージで管理し、使用頻度は低いが長期保存を必要とする情報については磁気テープなどの低コストなオフラインストレージで管理すること等の対応がとられている。
【０００４】
しかしながら、情報ライフサイクル管理にもとづく階層型仮想ストレージシステムをハードディスク装置とテープライブラリ装置から構成している場合、テープライブラリ装置は、ハードディスク装置上のデータの内、アクセス頻度の少ないデータをディスクから追い出して長期保存しておく「低速だが安価な記憶領域」としての位置づけとなる。こうした階層型のストレージシステムにおいて、仮想ボリューム全体のバックアップを取るには、大量のテープ間コピーが発生するため、ディスク装置のみで構成されるストレージシステムに対し、レスポンス性能の悪さを露呈してしまう。したがって、データをバックアップする際に、低速度のテープ間コピーの発生を抑える必要がある。
【特許文献１】特開２００２−２１５３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題を解決するために、本発明では、ハードディスク装置とテープライブラリ装置から構成される階層型仮想ストレージにおいて、大容量の仮想ボリュームを論理的に高速コピーしたように見せるため、テープ上の物理的なデータコピーは行わず、仮想ボリュームの管理情報のみをコピーして別の仮想ボリュームを作成し、ユーザに対し大容量の記憶領域を高速にコピーしたように見せる技術を提供する。
【０００６】
コピーして作られた仮想ボリュームは、既存データについてはコピー元の仮想ボリュームと物理的に同じ記憶領域を指すため、読み込み要求時には必要なデータを取得できる。また、仮想ボリュームへ更新・新規書き込みを行う場合には、仮想ボリュームごとに新規の物理記憶領域を割り当てる。この方法により、ユーザに対して、既存データをコピー済みとして新たな仮想記憶領域を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第一の発明は、ハードディスク装置とテープライブラリ装置から構成される階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのコピー制御方法であって、ユーザからのコピー要求に応じ、前記仮想ボリュームと前記テープライブラリ装置の物理的記憶領域とが対応付られた管理テーブルを参照し前記物理的記憶領域における実データの存在をチェックするステップと、前記物理的記憶領域において、実データが存在したとき前記管理テーブルの管理情報のみをコピーしてコピー元／コピー先の仮想ボリュームに同一の物理的記憶領域を割り付けるステップと、を有することを特徴とする仮想ボリュームのコピー制御方法に関する。
【０００８】
すなわち、第一の発明によれば、ユーザからのコピー要求に対し、仮想ボリュームとテープライブラリ装置の物理的記憶領域が関連付けられた管理情報を格納した管理テーブルを参照し、その管理情報をチェックし、当該要求のデータがテープライブラリ装置に既に書き込み済みのデータであれば、管理テーブルの管理情報だけをコピーすることによって、コピー元・コピー先の仮想ボリュームを同じ物理的領域に割り付けることで仮想的に高速コピーが実現できることとなる。
【０００９】
上記のように、本発明によれば、階層型仮想ストレージにおいて仮想ボリュームの高速コピーが可能になる。また、一つの仮想ボリュームから複数のコピーを作成した場合、それぞれコピーされた仮想ボリュームは、物理的な記憶領域としては既存データを共有するため新規物理記憶領域は差分のみで済むこととなり、テープライブラリ装置などの低速のストレージの効率的な運用を図ることができる。
【００１０】
第二の発明は、前記仮想ボリュームにデータ変更が生じた場合、コピー元において前記仮想ボリュームに対応する前記ハードディスク装置上の実データを更新するステップと、更新した当該実データを前記仮想ボリュームに対応するテープライブラリ装置の前記物理的記憶領域に追記するステップと、かつ追記した前記実データのテープ上の位置情報を書き換えるステップとを有することを特徴とする上記第一の発明に記載の仮想ボリュームのコピー制御方法に関する。
【００１１】
また、第三の発明は、前記仮想ボリュームにデータ変更が生じた場合、コピー先において更新対象データを前記テープライブラリ装置からハードディスク装置に読み込み、前記ハードディスク装置上で当該データを更新し、更新した当該実データを前記仮想ボリュームに対応するテープライブラリ装置の前記物理的記憶領域に追記し、かつ追記した前記実データのテープ上の位置情報を書き換えることを特徴とする上記第一の発明に記載の仮想ボリュームのコピー制御方法に関する。
【００１２】
すなわち、第二、または第三の発明によれば、仮想ボリュームにデータ変更が必要な場合に、対象データが既にテープに書き込まれているので、コピー元、またはコピー先において、対象仮想ボリュームに対応するハードディスク装置上の実データを更新し、当該更新データをテープライブラリ装置の新たな物理記憶領域に書き込み、対象仮想ボリュームに対応するテープ上の位置情報などの管理情報を付け替える構成をとることによって、更新作業の煩雑性が軽減される。また、テープは追記型の記憶メディアであるため、必要なくなった仮想ボリュームからテープ上の位置情報を削除するだけで、これまで時間のかかった更新作業の効率化が図れる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、上記してきた発明により以下の効果が生まれる。
（１）階層型仮想ストレージシステムにおいて、ユーザからのコピー要求に対し、仮想ボリュームとテープライブラリ装置の物理的記憶領域が関連付けられた管理情報を格納した管理テーブルを参照し、その管理情報をチェックし、当該要求のデータがテープライブラリ装置に既に書き込み済みのデータであれば、管理テーブルの管理情報だけをコピーすることによって、コピー元・コピー先の仮想ボリュームを同じ物理的領域に割り付けることで仮想的に高速コピーが実現できることとなる。また、一つの仮想ボリュームから複数のコピーを作成した場合、それぞれコピーされた仮想ボリュームは、物理的な記憶領域としては既存データを共有するため、新規物理記憶領域は差分のみで済むこととなる。
【００１４】
すなわち、階層型仮想ストレージにおいて、大容量の仮想ボリュームをテープ間のデータ転送なしで高速にコピーを取れるようになり、ボリュームのバックアップ時に運用を止めなければならない時間を短縮できる。
（２）また、仮想ボリュームにデータ変更がある場合、対象データが既にテープに書き込まれているので、新たな物理記憶領域に変更データを書き込み、仮想ボリュームに対応するテープ上の位置情報などの管理情報を付け替えるだけで対応できる。また、テープは、追記型の記憶メディアであるため、必要なくなった仮想ボリュームからテープ上の位置情報を削除するだけで対応が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態になる階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのコピー制御システムの一基本構成を示す。
【００１７】
階層型仮想ストレージシステムは、ホスト０に接続する一次ストレージ１００としてハードディスク装置１０１、一次ストレージと二次ストレージ２００の間に介在し、ホスト０からの要求を受け付け、二次ストレージ２００とのやりとりを管理する管理サーバ１、および二次ストレージ２００として複数のテープ１、２、・・・ｎを内蔵するテープライブラリ装置２０１から構成されている。また、管理サーバ１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit）２、メモリ３を備えるコンピュータであり、仮想ボリュームのコピーを実行するためのコピー制御部１０、および管理テーブル２０を備える。
【００１８】
ここで、階層型仮想ストレージにおける各装置間のデータの処理動作について説明する。一次ストレージ１００には、一次ストレージ制御用のファームウェアとして一次ストレージ制御プログラム１０２が内蔵され、二次ストレージ２００を管理する管理サーバ１へ読出／書込等の要求を出す構成となっている。
【００１９】
一次ストレージ制御プログラム１０２は、ホスト０に対し、一次ストレージ１００として、ハードディスク装置１０１の容量以上の大きな仮想ボリュームを見せ、通常のディスクとして使用できるように以下の処理を行う。
【００２０】
ホスト０からデータ書込要求を受けたとき、ハードディスクの容量を超えそうであれば、古いデータを二次ストレージ２００に書き込むように管理サーバ１側に指示する。そして、二次ストレージ２００への書込みが終わった時点で、一次ストレージからその古いデータを削除して空きスペースを作る。また、ホスト０からデータ読出要求を受けたとき、ハードディスク装置１０１内にそのデータがあればそのままデータをホスト０に返す。もしハードディスク装置１０１上になければ、管理サーバ１にデータ読出要求を行い、二次ストレージ２００からデータを採取してホスト０に返す。
【００２１】
また、一次ストレージ制御プログラム１０２が、管理サーバ１にデータの読出／書込を要求する場合は、仮想ボリューム番号を指定して行うので、管理サーバ１は、仮想ボリューム、テープ、および実データであるデータブロックが相互に関連付けられた管理テーブル２０（仮想ボリューム管理ＴＢＬ（テーブル）２１、テープ管理ＴＢＬ２２、およびデータブロックＴＢＬ２３で構成）を検索してテープ上のデータ位置を割り出し、読出／書込要求に答えることになる。
【００２２】
一方、管理サーバ１において、仮想ボリュームのコピー制御部１０は、ユーザからのコピー要求に応じ、仮想ボリュームとテープライブラリ装置１０１の物理的記憶領域とが対応付られた管理テーブル２０の管理情報を参照し物理的記憶領域における実データの存在をチェックし、実データが存在したとき管理テーブル２０の管理情報のみをコピーしてコピー元／コピー先の仮想ボリュームに同一の物理的記憶領域を割り付ける。
【００２３】
また、仮想ボリュームの書込みデータを更新する場合には、仮想ボリュームのコピー元、またはコピー先において、ハードディスク装置１０１の実データ（またはデータブロック）を更新し、テープライブラリ装置２０１のテープにその更新データの追記を行うように構成している。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態になる仮想ボリュームを管理する管理テーブルのデータ構成例を示す。管理テーブル２０の内、（ａ）は、仮想ボリューム管理テーブル２１、（ｂ）は、テープ管理テーブル２２、および（ｃ）は、データブロック管理テーブル２３のデータ構成例を示している。
【００２５】
仮想ボリューム管理テーブル２１は、システム内で一意に識別する仮想ボリュームの「識別子」、仮想ボリュームの「ボリューム番号」、「ボリューム名」、「容量」、「作成日時」、エラーや使用に関する仮想ボリュームの状態情報を表す「ステータス」、および仮想ボリュームへの読出／書込のアクセス許可を表す「パーミッション」の項目で構成されている。
【００２６】
また、テープ管理テーブル２２は、テープの「識別子」、「ラベル名」、「テープタイプ」、テープマウントの形態を表す「テープタイプ」、および仮想ボリューム管理テーブル２１の仮想ボリュームとの対応関係を示すポインタとなる「所属ボリュームＩＤ」の項目で構成されている。
【００２７】
さらに、データブロック管理テーブル２３は、データブロックの「識別子」、仮想ボリューム及びテープへのポインタとなる「所属ボリュームＩＤ」及び「所属テープＩＤ」、ハードディスクにおける「ボリューム上のアドレス」、「テープ上の位置」、「データサイズ」、および参照されている仮想ボリュームの個数を表す「参照カウンタ」の項目で構成されている。
【００２８】
図３は、本発明の実施の形態になる同一データがテープ上に存在する場合の仮想ボリュームコピーの概念図を示す。本実施例では、ハードディスク装置１０１上のデータが全てテープライブラリ装置２０１内の複数のテープに書き込まれている仮想ボリュームを対象としている。
【００２９】
本発明は、仮想ボリュームの管理情報だけをコピーして、新たな仮想ボリュームを作成し、コピー時の既存データについては、コピー元／コピー先の仮想ボリュームにて全て同じ物理的記憶領域を指すようにすることが特徴であり、図には、ハードディスク上にある対象の仮想ボリュームの実データとしてのあるデータブロックが、テープ上にて同一の物理的記憶領域に保持されていることを概念的に示している。
【００３０】
図４は、本発明の実施の形態になるコピー元仮想ボリュームにおいてデータを更新する場合の概念図を示す。本実施例は、仮想ボリュームにデータ更新の必要が生じた場合に、コピー元において更新を行う手順を概念的に示したものである。
【００３１】
コピー元において、まず、対象となる仮想ボリュームに対応するハードディスク上のデータブロックを更新し、つぎに、更新した当該データブロックを対象の仮想ボリュームに対応するテープライブラリ装置２０１のテープに追記し、かつ、追記したデータブロックのテープ上の位置情報を書き換える。
【００３２】
ここで、仮想ボリュームがコピーされた直後には、データブロックは全てコピー先・コピー元の２つの仮想ボリュームから参照されているため、図２のデータブロック管理テーブル２３における参照カウンタの値は２となっている。データ更新が行われて、一方の仮想ボリュームからしか参照されなくなると、その場合のデータブロックの参照カウンタは１となる。
【００３３】
テープは、追記型の記憶メディアのため、さらに、このデータが更新されて更新データブロックが追記された場合には、元のデータブロックの参照カウンタは０となる。そして、参照カウンタが０となったデータブロックは、どこの仮想ボリュームにも割り付けられていないため、単なる無効データとなり、不要データ削除処理を行うガーベジコレクショにおいて削除対象になる。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態になるコピー先仮想ボリュームにおいてデータを更新する場合の概念図を示す。本実施例は、仮想ボリュームにデータ更新の必要が生じた場合に、コピー先において更新を行う手順を概念的に示したものである。
【００３５】
コピー先において、更新対象のデータブロックをテープライブラリ装置２０１のテープからハードディスクに読み込み、ハードディスク上で当該データブロックを更新し、更新したデータブロックを対象仮想ボリュームに対応するテープライブラリ装置２０１のテープの物理的記憶領域に追記し、かつ、追記したデータブロックのテープ上の位置情報を書き換える。
【００３６】
図６は、本発明の実施の形態になる本発明の実施の形態になる同一データがテープ上に存在する場合の仮想ボリュームコピーの処理フローを示す。図３の概念図に示した階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのバックアップコピーの処理フローを示している。本実施例では、コピー元となる仮想ボリュームがあり、ボリューム上のデータブロックがテープに書き込まれている場合を前提としている。
【００３７】
ステップＳ１１において、コピー元の仮想ボリュームの構成情報をコピーして仮想ボリュームを作成する。続けて、ステップＳ１２において、コピー先の仮想ボリュームがコピー元と同じデータブロックを指すように構成情報を更新する。
【００３８】
以上、本発明では、管理テーブル２０の構成情報だけをコピーすることで新たに仮想ボリュームのバックアップが作成され、コピー元／コピー先の仮想ボリュームは、テープ上の物理的記憶領域のデータとしては全く同じデータブロックの使用を可能としている。
【００３９】
図７は、本発明の実施の形態になるコピー元における仮想ボリュームのデータ更新の処理フローを示す。本実施例は、図４の概念図に示した階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのデータ更新の処理フローであり、構成情報のコピーにより仮想ボリュームのコピーが作成され、コピー元とコピー先の仮想ボリュームが物理的記憶領域の同じデータを指している場合のコピー元におけるデータ更新を示している。
【００４０】
まず、ステップＳ２１において、コピー元の仮想ボリュームにて、あるデータブロックを更新する。つぎに、ステップＳ２２において、仮想ボリュームに対応するハードディスク上のデータブロックを更新し、ステップＳ２３において、仮想ボリュームに対応するテープに対して変更したデータブロックを追記する。そして、ステップＳ２４において、仮想ボリュームに対応するテープ上のデータについて追記したデータブロックを指すようにテープ管理テーブル２２の位置情報を変更する。
【００４１】
上記のように、更新のあったデータブロックについては、コピー元／コピー先の仮想ボリュームが異なる物理的記憶領域のデータブロックを指すこととなる。
【００４２】
図８は、本発明の実施の形態になるコピー先における仮想ボリュームのデータ更新の処理フローを示す。本実施例は、図５の概念図に示した階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのデータ更新の処理フローであり、構成情報のコピーにより仮想ボリュームのコピーが作成されている場合のコピー先におけるデータ更新を示している。
【００４３】
まず、ステップＳ３１において、コピー先の仮想ボリュームにて、あるデータブロックを更新する。つぎに、ステップＳ３２において、仮想ボリュームに対してディスク領域を割り当ててデータを書込み、ステップＳ３３において、仮想ボリュームに対応するテープに対して変更したデータブロックを追記する。そして、ステップＳ３４において、仮想ボリュームに対応するテープ上のデータについて追記したデータブロックを指すようにテープ管理テーブル２２の位置情報を変更する。
【００４４】
上記のように、仮想ボリュームのコピー先でのデータ変更処理によって、テープに更新したデータブロックが追記され、仮想ボリュームがそのデータを指すように、テープ管理テーブル２２の位置情報が更新されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態になる階層型仮想ストレージシステムにおける仮想ボリュームのコピー制御システムの一基本構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態になる仮想ボリュームを管理する管理テーブルのデータ構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態になる同一データがテープ上に存在する場合の仮想ボリュームコピーの概念図である。
【図４】本発明の実施の形態になるコピー元仮想ボリュームにおいてデータを更新する場合の概念図である。
【図５】本発明の実施の形態になるコピー先仮想ボリュームにおいてデータを更新する場合の概念図である。
【図６】本発明の実施の形態になる同一データがテープ上に存在する場合の仮想ボリュームコピーの処理フローを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態になるコピー元における仮想ボリュームのデータ更新の処理フローを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態になるコピー先における仮想ボリュームのデータ更新の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
０  ホスト
１  管理サーバ
２  ＣＰＵ
３  メモリ
１０  仮想ボリュームコピー制御部
２０  管理テーブル
２１  仮想ボリューム管理テーブル
２２  テープ管理テーブル
２３  データブロック管理テーブル
１００  一次ストレージ
１０１  ハードディスク装置
１０２  一次ストレージ制御プログラム
２００  二次ストレージ
２０１  テープライブラリ装置
【図１】
2007323589.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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